探井降成本鉆井工程優(yōu)化設(shè)計研究

靳盛（大港油田石油工程研究院,天津 300280）

探井降成本鉆井工程優(yōu)化設(shè)計研究

靳盛（大港油田石油工程研究院,天津 300280）

大港油田探井鉆井過程中易發(fā)生事故復(fù)雜，鉆井成本較高，在國際油價大幅度下挫的背景下，降低探井成本成為亟待解決的問題。本文通過對探井進(jìn)行井眼軌跡和鉆具組合、鉆井液、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化等技術(shù)研究，形成了一套適合大港油田的探井降本增效優(yōu)化設(shè)計方法。應(yīng)用該方法共完成29口探井的設(shè)計優(yōu)化，復(fù)雜時效降低到2.51%，降低鉆井成本4.5%。實踐證明該方法行之有效，為大港油田節(jié)約鉆井成本、提高油田開發(fā)效益奠定了堅實的基礎(chǔ)。

探井;降成本;鉆井;優(yōu)化設(shè)計

2015年國際油價大幅下挫，石油企業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益成為各油田企業(yè)的工作重點。鉆井是油氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，鉆井成本占上游領(lǐng)域總成本的30%-50%，鉆井工程設(shè)計既是鉆井工程施工的依據(jù)，也是鉆井投資的結(jié)算依據(jù)，直接影響鉆井成本的高低，是降成本、提質(zhì)增效的關(guān)鍵部分。大港油田探井鉆井過程中存在地層巖性復(fù)雜、易發(fā)生事故復(fù)雜等難點，鉆井成本較高。在探井設(shè)計中，通過井眼軌跡、鉆井液、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化等技術(shù)研究，有效克服以上難點，保證安全、優(yōu)質(zhì)、低成本鉆井。

1 定向井井眼軌跡及鉆具組合優(yōu)化設(shè)計研究

1.1 定向井井眼軌跡優(yōu)化

造斜點的選擇：造斜點選擇在成巖性好、巖層較穩(wěn)定的地層，避開館陶底部礫石層等特殊巖性，以防止井漏等復(fù)雜情況發(fā)生、影響井眼軌跡的控制。同時在滿足施工要求的前提下，造斜點位置盡量淺（＜1000m），節(jié)約定向井臺月費用，降低鉆井成本。

防碰掃描距離：與多口鄰井進(jìn)行防碰掃描，可通過調(diào)整剖面類型或造斜點深度，與鄰井的防碰距離大于部頒標(biāo)準(zhǔn)的距離。防碰距離較小，鉆井工程結(jié)算中要附加鉆井周期，增加鉆井成本，防碰距離從小于部頒標(biāo)準(zhǔn)20%開始（含20%）增加鉆井周期。

1.2 鉆具組合優(yōu)化

鉆具組合優(yōu)化主要是優(yōu)化MWD、導(dǎo)向馬達(dá)使用井段，連續(xù)使用MWD、導(dǎo)向馬達(dá)＞500米，核減鉆井周期，節(jié)約鉆井費用。如官1501井原設(shè)計采用深造斜三段制剖面，優(yōu)化后的設(shè)計采用淺造斜雙增剖面。優(yōu)化后導(dǎo)向馬達(dá)使用井段為900～1837m，連續(xù)使用馬達(dá)井段大于500m。官1501井通過軌跡優(yōu)化核減鉆井周期5%，核減周期10.55天，節(jié)省費用18.73萬元。

2 鉆井液優(yōu)化設(shè)計研究

2.1 鉆井液體系優(yōu)化原則

根據(jù)地層特性并結(jié)合地層壓力情況優(yōu)選鉆井液類型，具體優(yōu)選原則如下。

平原組及明上段：井深≤600m：膨潤土鉆井液，4～6%膨潤土+0.2～0.4%MV-CMC+純堿；井深＞600m：膨潤土聚合物鉆井液，4～6%膨潤土＋0.2～0.4%CMC+0.5～0.8%NH4-HPAN+純堿。

明化鎮(zhèn)、館陶組：一般地區(qū)選用聚合物鉆井液；預(yù)探井、二開開鉆鉆井液密度不低于1.20g/cm3，而且完井密度比較高，所以宜選用硅基防塌鉆井液。

東營組、沙河街組：硅基防塌鉆井液。

2.2 鉆井液用量優(yōu)化原則

表1 鉆井液用量設(shè)計優(yōu)化前后對比

依據(jù)表1優(yōu)化原則，2015年探井聚合物鉆井液每米節(jié)約16.27元，硅基防塌鉆井液每米節(jié)約31.38元。

3 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

探井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化是在保證安全、鄰井無復(fù)雜情況下進(jìn)行的，主要優(yōu)化內(nèi)容包括：三開優(yōu)化至二開、表層套管下深優(yōu)化、表層套管尺寸優(yōu)化。

3.1 三開優(yōu)化至二開

王官屯油田已完鉆井完鉆時間較早，鉆開孔二段的井均采用三開井身結(jié)構(gòu)。已完鉆井均無復(fù)雜情況的發(fā)生，該區(qū)塊具有優(yōu)化的條件。

官1502井井身結(jié)構(gòu)由三開優(yōu)化為二開節(jié)約了鉆井周期，同時節(jié)省了鉆井成本近80萬元。鉆井過程沒有復(fù)雜情況的發(fā)生，優(yōu)化效果明顯。

3.2 表層套管下深優(yōu)化

莊淺4區(qū)塊目的層段含氣量較大，為高含氣井，為保證鉆井安全，該地區(qū)已完鉆井一開一般封至500m，劉1502井造斜點為476m，需封至造斜終點800m，通過對已完鉆鄰井含氣量情況以及復(fù)雜情況進(jìn)行分析，認(rèn)為該井表層套管下深優(yōu)化至400m，可以滿足現(xiàn)場施工安全的要求。

劉1502井表層套管下深優(yōu)化后節(jié)約了鉆井成本近15萬元。鉆井過程沒有復(fù)雜情況的發(fā)生，優(yōu)化效果明顯。

3.3 表層套管尺寸優(yōu)化

周青莊油田歧26井區(qū)斷塊高部位地區(qū)館陶組有礫巖，沙一段有生物灰?guī)r，已完鉆井一開普遍采用大尺寸套管，防止下部地層發(fā)生嚴(yán)重井漏難于處理。通過對鄰井實鉆資料分析，認(rèn)為該地區(qū)表層套管有進(jìn)一步優(yōu)化的可能，優(yōu)化為小套管封固平原組。

歧1506井表層套管尺寸優(yōu)化后節(jié)約了鉆井成本近10萬元。鉆井過程沒有復(fù)雜情況的發(fā)生，優(yōu)化效果明顯。

4 應(yīng)用效果

通過定向井井眼軌跡及鉆具組合、鉆井液、井身結(jié)構(gòu)等優(yōu)化，形成探井降本增效鉆井設(shè)計優(yōu)化及配套技術(shù)，2015年共完成了29口井的設(shè)計優(yōu)化，復(fù)雜時效降低到2.51%，降低鉆井成本4.5%。

[1]管志川，李春山,周廣陳等.深井和超深井鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[J].石油大學(xué)學(xué)報，2001，25（6）：42-45.

[2]陶思才，楊坤，趙通等.哈拉哈塘地區(qū)深井PDC鉆頭優(yōu)選技術(shù)[J].西部探礦工程，2015（8）：74-77.